泥沙颗粒基本性质
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黄土成因有不同的假说:
(1) 黄土风成说:是李希霍芬（Von Richthofen(1882年
））和奥勃鲁契夫在19世纪末叶提出的“低空理论 ”（subaerial theory)，即“风成说”，认为黄土分 布在干早沙漠区的外围，是盛行的西北风或北风刮 起地面的粉尘，并将它们搬出沙漠地带沉积下来， 天长日久形成厚层的黄土。
黄土特性：
（1）矿物成分：主要以石英、长石等稳定矿 物，粒度组分以粉粒为主。同层位的黄土连 续分布在不同高度的坡地、高原、平川等地 貌单元上，符合风力搬运特点。
（2）结构特点：土质疏松、多大孔隙、具湿 陷等特性。多为块状结构，无节理。
三、土壤
土壤是以风化产物和松散堆积物为母质， 经生物和化学作用为主的成土改造作用， 具有植物生长所需的有机质（腐殖层）和 无机质（N、P、K）、微量元素和水分与 孔隙。土壤呈灰色、灰黑色，厚度0.5m～ 2.5m。
发生在风化初期。
风化作用
2. 化学风化(chemical weathering)
指岩石在外界条件的影响下，引起化学成分的 改变，产生新的物质的过程。
（1）溶解作用 (solution) 水是一种极性溶剂，岩石中的矿 物都是无机盐， 虽然占绝大部分的硅酸盐和铝硅酸盐矿物 溶解度很小， 但很长的地质年代中，水溶解的规模是相当 大的， 况且地表的水常常溶有CO2、NO2以及有机酸等， 这样大大提高了水的溶解能力。
根劈作用(root wedging)
碎
钙
硅
铁
屑
质
铝
铝
风化作用阶段
残 积
残 积
残 积
残 积
阶
阶
阶
阶
段Байду номын сангаас
段
段
段
壤
1)碎屑残积：物理风化为主，化学成分基本不变。
土
2）钙质残积类型：因为岩石矿物经化学风化生成的易溶性钾
风
、钠、钙、镁的氯化物和硫酸盐，受流水作用逐渐淋溶流
化
失，而碳酸钙相对积累。
残
壳
3）硅铝化类型 ：岩石中的矿物受长期风化，可溶性氯化物 积
§1 河道水流基本特性
1、河道水流的二相性：液相-水（连续介质 ）和固相-沙（非连续介质的颗粒群体）。两 相流理论。
2、河道水流的三维性：河道断面不规则，顺 直段很短，宽深比小，尤其是山区河流。
3、河道水流的非恒定性：来水来沙随时间变 化；河床处于不断的变化中。
4、河道水流的非均匀性： 5、不平衡输沙；
（2）水化作用(hydration) 指无水矿物与水结合成为 含水矿物的作用。
CaSO4＋2H2O 2Fe2O3＋3H2O
赤铁矿
CaSO4.2H2O 2Fe2O3.nH2O 褐铁矿
风化作用
（３）水解(hyrolysis)和碳酸化作用
水解
2KAlSi3O8＋3H2O 钾长石
Al2Si2O5(OH) ＋ 4SiO2＋2KOH 高岭石
风成说依据：（1）矿物成分粉粒为主符合风力搬运
特点；（2）结构特点：土质疏松，大孔隙，湿陷性
二、黄土成因
(2)残积说：认为黄土是在干燥气候条件下，由 下伏基岩经风化残积作用形成的，黄土的许多 性质与风化壳的黄土化作用有关。 (3)黄土多成因说:认为黄土是由多种地质作用， 如冲积作用、洪积作用、坡积作用、风积作用 和冰川作用等，在相似的气候条件下逐渐堆积 而成的，其物质来源主要是区内或邻近地区的 早期堆积物和基岩风化碎屑物。 (4)洪积说： 李明光多次赴黄土高原、青藏高原 、西北等地考察。认为欧亚板块和印度板块相 碰撞，释放出巨大能量，产生多次灾变性洪水 ，洪水从西北向东南方向漫滋，带来大量黄土 物质，形成巨厚的黄土沉积并抬升，由于气候 干燥黄土得以保存。
及硫酸盐遭到强烈淋失，甚至溶解度较小的碳酸钙也被淋 层
溶，而铝、铁、硅等元素尚有残留。如高岭土
4）铁铝化类型
岩
硅酸盐矿物全部分解，转变为以次生铁、铝矿物和高岭 基
石粘土矿物为主。如红土
二、黄土成因(research of loess genesis)及黄土演变
黄土（loess)为干寒气候环境的产物，是一种“母岩 ”而并不是真正的“土壤”。 黄土物质来源：不是主要来自于沙漠环境，而是来 源青藏高原第四纪冰川和冰缘作用区。
FeSO4＋2H2SO4
湿润的条件下含铁、硫的矿物（含变价元素）普遍地进行着氧 化过程。深色矿物（因含二价铁）容易风化。
3. 生物风化( biological weathering
指岩石中的矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物 的作用下，进行的机械性破碎和化学分解过程。 生物风化的作用因素是生物及其代谢物发生的风化是 物理和化学风化并存。 微生物、植物根系、动物等，在岩石风化初期主 要是低等生物如细菌、真菌、 地衣等。
§2 岩石风化
一、风化作用(weathering)：岩石和矿物在地表环境中， 受物理、化学和生物作用，发生体积破坏和化学成分 变化的过程。 1、物理风化(physical weathering )：指岩石在外力影响下 ，机械地分裂成碎屑，只改变其大小与外形，而不改 变成分的过程。
(1) 温度作用（热胀冷缩） 引起岩石内外胀缩不一致，岩石是 热不良导体。 (2) 结冰作用（冰劈作用） (3) 风和水的磨蚀作用 风沙 磨蚀岩石，使之表面裸露， 加速物 理风化。
第一章：水流、泥沙的基本性质
泥沙：指所有在流体中运动或受水流、风力 、波浪、冰川及重力作用移动后沉积下来的 固体颗粒碎屑（钱宁、1983）。粒径大小可 差数十~数万倍。粒径大小一般变化在 0.001~100.0mm 。Pm2.5 和Pm10 本章主要内容：河道水流基本特性、单颗粒 泥沙特性；群体泥沙颗粒特性；泥沙沉速； 含沙水体（浑水）特性。
（一）、土壤的结构：
土壤剖面成层：表层为腐殖层A层，团粒 ，孔隙；中间是淋溶层 B层，矿物、有机 质淋溶；底层是沉淀层C层。
（二）、土壤的可蚀性或抗侵蚀性
国外：土壤的可蚀性分为可分离性（detachability)和可 搬运性（transportability)。
碳酸化水解作用
2KAlSi3O8＋CO2＋2H2O
AlSi2O5(OH)＋4SiO2＋K2CO3
CO2溶于水时，对碳酸盐的溶解力，较纯水增强几十倍。
水解和碳酸化作用的实质，矿物中的盐基离子被氢离 子取代。
风化作用
（４）氧化作用(oxidation)：空气中的氧在有水的条件下，氧 化能力很强。
2FeS2＋2H2O＋7O2
(1) 黄土风成说:是李希霍芬（Von Richthofen(1882年
））和奥勃鲁契夫在19世纪末叶提出的“低空理论 ”（subaerial theory)，即“风成说”，认为黄土分 布在干早沙漠区的外围，是盛行的西北风或北风刮 起地面的粉尘，并将它们搬出沙漠地带沉积下来， 天长日久形成厚层的黄土。
黄土特性：
（1）矿物成分：主要以石英、长石等稳定矿 物，粒度组分以粉粒为主。同层位的黄土连 续分布在不同高度的坡地、高原、平川等地 貌单元上，符合风力搬运特点。
（2）结构特点：土质疏松、多大孔隙、具湿 陷等特性。多为块状结构，无节理。
三、土壤
土壤是以风化产物和松散堆积物为母质， 经生物和化学作用为主的成土改造作用， 具有植物生长所需的有机质（腐殖层）和 无机质（N、P、K）、微量元素和水分与 孔隙。土壤呈灰色、灰黑色，厚度0.5m～ 2.5m。
发生在风化初期。
风化作用
2. 化学风化(chemical weathering)
指岩石在外界条件的影响下，引起化学成分的 改变，产生新的物质的过程。
（1）溶解作用 (solution) 水是一种极性溶剂，岩石中的矿 物都是无机盐， 虽然占绝大部分的硅酸盐和铝硅酸盐矿物 溶解度很小， 但很长的地质年代中，水溶解的规模是相当 大的， 况且地表的水常常溶有CO2、NO2以及有机酸等， 这样大大提高了水的溶解能力。
根劈作用(root wedging)
碎
钙
硅
铁
屑
质
铝
铝
风化作用阶段
残 积
残 积
残 积
残 积
阶
阶
阶
阶
段Байду номын сангаас
段
段
段
壤
1)碎屑残积：物理风化为主，化学成分基本不变。
土
2）钙质残积类型：因为岩石矿物经化学风化生成的易溶性钾
风
、钠、钙、镁的氯化物和硫酸盐，受流水作用逐渐淋溶流
化
失，而碳酸钙相对积累。
残
壳
3）硅铝化类型 ：岩石中的矿物受长期风化，可溶性氯化物 积
§1 河道水流基本特性
1、河道水流的二相性：液相-水（连续介质 ）和固相-沙（非连续介质的颗粒群体）。两 相流理论。
2、河道水流的三维性：河道断面不规则，顺 直段很短，宽深比小，尤其是山区河流。
3、河道水流的非恒定性：来水来沙随时间变 化；河床处于不断的变化中。
4、河道水流的非均匀性： 5、不平衡输沙；
（2）水化作用(hydration) 指无水矿物与水结合成为 含水矿物的作用。
CaSO4＋2H2O 2Fe2O3＋3H2O
赤铁矿
CaSO4.2H2O 2Fe2O3.nH2O 褐铁矿
风化作用
（３）水解(hyrolysis)和碳酸化作用
水解
2KAlSi3O8＋3H2O 钾长石
Al2Si2O5(OH) ＋ 4SiO2＋2KOH 高岭石
风成说依据：（1）矿物成分粉粒为主符合风力搬运
特点；（2）结构特点：土质疏松，大孔隙，湿陷性
二、黄土成因
(2)残积说：认为黄土是在干燥气候条件下，由 下伏基岩经风化残积作用形成的，黄土的许多 性质与风化壳的黄土化作用有关。 (3)黄土多成因说:认为黄土是由多种地质作用， 如冲积作用、洪积作用、坡积作用、风积作用 和冰川作用等，在相似的气候条件下逐渐堆积 而成的，其物质来源主要是区内或邻近地区的 早期堆积物和基岩风化碎屑物。 (4)洪积说： 李明光多次赴黄土高原、青藏高原 、西北等地考察。认为欧亚板块和印度板块相 碰撞，释放出巨大能量，产生多次灾变性洪水 ，洪水从西北向东南方向漫滋，带来大量黄土 物质，形成巨厚的黄土沉积并抬升，由于气候 干燥黄土得以保存。
及硫酸盐遭到强烈淋失，甚至溶解度较小的碳酸钙也被淋 层
溶，而铝、铁、硅等元素尚有残留。如高岭土
4）铁铝化类型
岩
硅酸盐矿物全部分解，转变为以次生铁、铝矿物和高岭 基
石粘土矿物为主。如红土
二、黄土成因(research of loess genesis)及黄土演变
黄土（loess)为干寒气候环境的产物，是一种“母岩 ”而并不是真正的“土壤”。 黄土物质来源：不是主要来自于沙漠环境，而是来 源青藏高原第四纪冰川和冰缘作用区。
FeSO4＋2H2SO4
湿润的条件下含铁、硫的矿物（含变价元素）普遍地进行着氧 化过程。深色矿物（因含二价铁）容易风化。
3. 生物风化( biological weathering
指岩石中的矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物 的作用下，进行的机械性破碎和化学分解过程。 生物风化的作用因素是生物及其代谢物发生的风化是 物理和化学风化并存。 微生物、植物根系、动物等，在岩石风化初期主 要是低等生物如细菌、真菌、 地衣等。
§2 岩石风化
一、风化作用(weathering)：岩石和矿物在地表环境中， 受物理、化学和生物作用，发生体积破坏和化学成分 变化的过程。 1、物理风化(physical weathering )：指岩石在外力影响下 ，机械地分裂成碎屑，只改变其大小与外形，而不改 变成分的过程。
(1) 温度作用（热胀冷缩） 引起岩石内外胀缩不一致，岩石是 热不良导体。 (2) 结冰作用（冰劈作用） (3) 风和水的磨蚀作用 风沙 磨蚀岩石，使之表面裸露， 加速物 理风化。
第一章：水流、泥沙的基本性质
泥沙：指所有在流体中运动或受水流、风力 、波浪、冰川及重力作用移动后沉积下来的 固体颗粒碎屑（钱宁、1983）。粒径大小可 差数十~数万倍。粒径大小一般变化在 0.001~100.0mm 。Pm2.5 和Pm10 本章主要内容：河道水流基本特性、单颗粒 泥沙特性；群体泥沙颗粒特性；泥沙沉速； 含沙水体（浑水）特性。
（一）、土壤的结构：
土壤剖面成层：表层为腐殖层A层，团粒 ，孔隙；中间是淋溶层 B层，矿物、有机 质淋溶；底层是沉淀层C层。
（二）、土壤的可蚀性或抗侵蚀性
国外：土壤的可蚀性分为可分离性（detachability)和可 搬运性（transportability)。
碳酸化水解作用
2KAlSi3O8＋CO2＋2H2O
AlSi2O5(OH)＋4SiO2＋K2CO3
CO2溶于水时，对碳酸盐的溶解力，较纯水增强几十倍。
水解和碳酸化作用的实质，矿物中的盐基离子被氢离 子取代。
风化作用
（４）氧化作用(oxidation)：空气中的氧在有水的条件下，氧 化能力很强。
2FeS2＋2H2O＋7O2